Физиологические критерии, определяющие вклад гидростатического давления в формирование НСВД на разных уровнях организма

Исследования психофизиологических реакций организма человека при воздействии гипербарии были ориентированы на поиск воздействий и газового состава, которые формировали индукционно-анаболическую фазу адаптации.

Динамика электрофизиологических показателей и показателей умственной работоспособности служили основанием для определения перехода организма во вторую стадию адаптации – стадию снижения резистентности. При проявлении симптоматики такого перехода нагрузочные пробы отменялись и проводилась декомпрессия. Этот прием позволил во всех экспериментах с участием человека избежать перехода к третьей стадии адаптации к гипербарии – стадии истощения, которая чревата декомпенсацией жизненно важных функций и возникновением патологических состояний.

В экспериментах на животных исследовались три последних симптома НСВД (клонические судороги, клонико-тонические судороги, паралич и смерть). Исследовалось также токсическое действие кислорода, скрининг и доклинические испытания фармацевтических препаратов, используемых в условиях гипербарии, острое гипоксическое состояние и декомпрессионная болезнь.

Б.Н. Павловым, на основании исследований механизмов гипербарии, была сформулирована концепция «Целенаправленной, активной адаптации человека к условиям гипербарии», суть которой заключается в том, что адаптация человека к гипербарической среде целенаправленно реализуется им самим в плановом порядке по трем основным направлениям:

1. Целенаправленное повышение неспецифической и специфической гипербарической резистентности к экстремальным факторам гипербарической среды осуществляется путем совершенствования, тренировки механизмов приспособляемости.

2. Оптимизация, на основе научного подхода, состава гипербарической среды обитания, параметров микроклимата, режимов декомпрессии, компресс труда и отдыха для уменьшения агрессивности воздействия на организм неблагоприятных факторов и повышение безопасности труда и жизни в сочетании с конструированием (созданием) индивидуального снаряжения гермообъектов с высокоэффективными техническими средствами жизнеобеспечения, средств обеспечения безопасности водолазных спусков и подводных работ.

3. Фармакологическая профилактика и защита организма человека от неблагоприятного действия факторов гипербарии.

В результате проведенных скрининговых исследований было установлено, что при развитии НСВД наиболее эффективно повышают порог возникновения тремора и судорог препараты бенздеазепинового ряда, особенно гидазепам. Клинические испытания эффективности гидазепама по профилактике и купированию НСВД, возникающего у человека в условиях быстрой компрессии (0,2 МПа в мин) до 200 м вод.ст. при дыхании кислородно-гелиевой смесью, позволили разработать и утвердить инструкцию по использованию гидазепама в качестве средства профилактики НСВД при быстрой, аварийной компрессии до глубин 300 м.

Было установлено перспективное применение водорода для уменьшения неблагоприятного действия на организм высокого давления, проявляющегося в последовательном возникновении постурального и динамического тремора, отдельных миоклоний, клонических судорог, клонико-тонических судорог и гибели. Как уже указывалось выше, последние стадии НСВД изучаются только на животных.

Для оценки безопасности пребывания и изучения механизмов адаптации организма человека к среде, содержащей аргон, были проведены исследования с участием человека, целью которых было изучение дыхательной функции, сердечнососудистой системы, умственной к физической работоспособности, показателей крови и мочи в гипербарических условиях насыщенного погружения.

В результате этих исследований была доказана принципиальная возможность и безопасность жизнедеятельности и работы человека при длительном пребывании в нормоксической кислородно-азотно-аргоновой среде под давлением 10 м вод.ст. в течение 7 суток. В этих исследованиях было также установлено, что присутствие аргона в дыхательных смесях оказывает положительное влияние на адаптацию организма к кратковременной гипоксии, что подтверждается данными исследований физической работоспособности, ЭЭГ исследованиями, исследованиями умственной работоспособности, функции внешнего дыхания и сердечнососудистой системы.

Исследования с участием человека позволили установить, что длительное (до 5 суток) пребывание людей в гипоксических кислородно-азотно-аргоновых и кислородно-азотных средах, в которых при избыточном давлении газовой среды 5 м вод.ст. концентрация кислорода составляет 10 об.%, является безопасным, так как по данным исследований сердечнососудистой и дыхательной систем, клинико-биохимичecких анализов крови и мочи, умственной и физической работоспособности не отмечено изменений, выходящих за пределы физиологической нормы.

В следующих экспериментах с увеличением длительности до 18 суток в кислородно-азотно-аргоновой среде, при избыточном давлении 5 м вод.ст. и объемным содержанием кислорода 15% подтверждена безопасность пребывания людей в этой искусственной газовой среде и высокая умственная и физическая работоспособность.

В сравнении с гипоксической кислородно-азотной средой получены данные о положительной роли аргона при адаптации организма человека к длительной гипоксической гипоксии. Эти результаты убедительно свидетельствуют о том, что в гермообъектах может быть создана пожаробезопасная среда, длительно поддерживающая жизнедеятельность человека. Как известно, среда с 10% кислорода практически является пожаробезопасной. В качестве такой среды может быть предложена кислородно-азотно-аргоновая среда с содержанием 10% кислорода, 30 – 60% азота и 30 – 60% аргона при избыточном давлении 5 м вод.ст. Полученные результаты позволяют говорить о физиологическом действии аргона при нормальном барометрическом давлении, отличающимся от биологического наркотического действия аргона, начинающего проявляться при избыточном давлении более 20 м вод.ст. В исследованиях с участием человека при нормальном барометрическом давлении показано, что потребление кислорода при выполнении физических нагрузок в гипоксических аргон-содержащих смесях больше, чем в гипоксических азотных смесях.

Таким образом, проведенными исследованиями была подтверждена суть концепции о физиологической активности «метаболически индифферентных (в т.ч. инертных) газов», заключающаяся в том, что индифферентный газ (в данном случае – аргон) влияет на обмен веществ в тканях организма. Полученные результаты экспериментальных исследований экстремального воздействия гипербарической среды на организм человека позволили не только раскрыть механизмы адаптации к гипербарии, но и обосновать и апробировать новые методы профилактики неблагоприятного действия гипербарической среды, а также поставить ряд принципиально новых вопросов влияния индифферентных газов на жизненные процессы. Решение этих вопросов позволит создавать новые, более совершенные устройства и методы для освоения глубин Океана.

Несмотря на то, что человек, как и все живое, вышел из Океана, и жизнь без воды невозможна, все же водная среда, как среда обитания, чужда человеческому организму. На протяжении миллиардов лет организм млекопитающих приспосабливался к дыханию в воздушной, а не в водной среде. Однако загадкой для нас являются представители семейства китообразных. Что заставило далеких предков этих животных много миллионов лет назад покинуть сушу и возвратиться в Океан? Эти животные (копытные) уже тогда обладали достаточно развитым мозгом и вполне могли претендовать на создание цивилизации в будущем. Однако совсем другие существа (приматы) не только создали человеческую цивилизацию, но и поставили на грань катастрофы все живое на планете Земля. Китообразные (особенно дельфины) за фантастически короткий срок сумели так преобразовать конструкцию тела и адаптивные механизмы, что стали, в полном смысле этого слова, гармоничной частью водной среды. Сохранив при этом, черты организации теплокровных животных. Удивительно, но мозг дельфинов по отношению к весу тела в более выгодном положении, чем наш, человеческий мозг. Их кора имеет большее количество извилин, чем у приматов, а конструкция аппарата передвижения в водной среде вообще уникальна: при движении вокруг тела дельфина практически не создается турбулентных завихрений, на преодоление которых необходимо затрачивать значительное количество энергии. Способы коммуникации этих животных также не менее удивительны: при общении они используют ультразвук и, более того, знакомы с зонами океанической воды, в которых звук распространяется с минимальными потерями, вследствие скачкообразных изменений плотности и солености воды.

Об этих удивительных животных можно было бы рассказать еще очень многое, поскольку широко и давно известна их привязанность к людям, стремление к общению, которое человек, увы, пытается использовать далеко не в лучших целях...

Но задачи данного пособия и данного раздела несколько иные и нам остается только констатировать, что тщательное изучение природы поведения тех же дельфинов в водной среде, исследование внутренних механизмов регуляции их гомеостаза могло бы дать интересный и полезный материал для человека, ищущего пути в Океан. Только мы вторгаемся в него, порой, как интервенты, безжалостно эксплуатируя свою бывшую колыбель, вместо того, чтобы сохранить все, что подарил нам Океан и что он, несомненно, еще откроет перед нами, если, разумеется, не произойдет нечто непоправимое, и человек просто не успеет, подобно дельфинам (миллионы лет назад) стать такой же гармоничной частью водной среды, как и эти удивительные существа.

Такие исследования ведутся, в том числе и у нас, в России. Известны Севастопольский и Кара-Дагский дельфинарии, Беломорская биологическая станция, Дальневосточный дельфинарий. Остается только надеяться, что проблемы экстремальных состояний человека, связанные с необходимостью работы, спорта и отдыха под водой будут когда-нибудь успешно решены. В том числе и с помощью наших верных друзей – дельфинов.

Завершая этот раздел, хотелось бы еще раз подчеркнуть, что необходимость разработки методов и технических устройств для пребывания человека в водной среде, связаны не только с чисто техническими задачами, задачами медико-биологического плана и всем кругом организационных задач современной науки, разрабатывающей проблему «Человек – Океан».

Эта необходимость диктуется жесткими условиями, связанными с экстремальными проявлениями водной среды по отношению к человеку и человека по отношению к водной среде. Так, что рассматриваемая ранее система экстремум – антиэкстремум, в данном приложении должна учитывать все нюансы глубокой взаимосвязи между водной средой и человеком, между техникой, созданной человеком и последствиями вторжения этой техники в водную среду. Безопасность должна быть взаимной!

Дата добавления: 2015-07-20